KR102202008B1 - 고내열 중공복합사 및 이를 이용한 보온성 충전재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고내열 중공복합사 단섬유로써 고점도의 폴리페닐렌 설파이드 수지 및 저점도의 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지가 사이드 바이 사이드형(side by side type)으로 구성되되, 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 2,000~3,500 포이즈(Poise)이고, 상기 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 1,000~2,000 포이즈(Poise)이며,상기 사이드 바이 사이드형(side by side type)의 중공복합사의 단면은 환형모양이고, 단면 중앙에는 전체 면적 대비 5~30%의 원형의 중공부가 있는 컬(Curl)형태의 고내열 중공복합사에 관한 것이다.

Description

고내열 중공복합사 및 이를 이용한 보온성 충전재{High heat-retardant hollow composite yarn and heat-resistant filler using the same}
본 발명은 고내열 중공복합사 및 이를 이용한 보온성 충전재에 관한 것으로, 특히 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 복합사를 이용한 일정한 크기의 볼 형태를 갖는 고내열 중공복합사 및 이를 이용한 보온성 충전재에 관한 것이다.
아웃도어 의류가 대중화되면서, 찬바람이 불면 체온 유지를 위하여 누구나 하나쯤 구스다운 혹은 덕다운 점퍼를 꺼내 입을 정도로 아웃도어 제품은 이미 우리 생활의 깊숙한 곳까지 들어와 있으며, 많은 언론 매체의 아웃도어 제품 바로 알기 등에 대한 정보를 통하여 소비자들은 극한의 환경을 대비한 고기능성 및 보온성의 고가 제품보다 일상생활에 적합한 기능의 아웃도어 제품들을 요구하기 시작했다.
이런 소비 추세에 발맞춰 최근 개발되고 있는 겨울용 아웃도어 제품의 경우, 얇고 가벼우면서도 보온경량방풍투습의 고기능성을 가지는 아웃도어 제품들이 선보여지고 있으며 그 인기는 날이 갈수록 높아지고 있다.
최근 특징적인 점은 인공 충전재 사용이 크게 증가할 것이라는 아웃도어나 캐주얼과 달리 코트 스타일의 다운 제품이 많은 남성복은 겉감에 울을 사용하고 덕(duck)이나 구스(goose)를 쓸 경우 충전재가 밖으로 빠져나오기 쉬워 인공 충전재가 선호되고 있고 원가가 인상된 천연 충전재보다 단가도 크게 낮아 사용량이 크게 늘어나고 있다. 다만, 내피용 충전재로 사용하는 우모(羽毛, feather)의 보온성과 경량성 효과를 만족할 만할 대체재가 충분히 개발되지 않고 있다.
현재 출시되고 있는 대부분의 방한용 제품은 공기층에 의한 단열보온방식으로, 피복을 구성하는 직물의 두께를 증가시키는 이유가 되어 활동성이 낮아지는 원인이 되며, 내피용 충전재로 사용하는 우모(羽毛, feather)는 세탁시 뭉침현상과 삼출현상으로 보온력이 저하되고 미관상으로 좋지 않다. 또한 오리나 거위를 산 상태에서 깃털을 뽑는 형태가 동물보호단체의 반감을 불러일으키고 있으며 천연소재의 특성상 냄새발생이 우려되고 세탁 등 관리면에서 불편한 점이 많다.
이에, 다양한 계층의 소비자 욕구를 만족시키기 위해서는 상기 소재보다 우수한 기능성을 가지면서 가격 경쟁력을 지닌 범용적인 아웃도어 제품과 이를 위한 국내 소재의 개발이 요구되어지고 있다.
대한민국 등록특허 제1183949호에는 합성섬유와 포유류의 털을 함께 사용하여 적층시킨 보온용 패딩에 대해 개시하였다. 상기 패딩은 합성섬유층과 포유류의 털 및 합성섬유를 섞은 층을 적층하여 만든 다층구조의 보온재를 만들어 뭉침현상이나 섬유삼출 없이 적정한 두께를 지닌 형태적으로 안정한 보온재를 만들었으나, 종래의 패딩 제작 설비에 포유류의 털 공급을 위한 별도의 설비가 추가되어야 하므로 공정이 번거로우며, 상기 포유류의 털과 같은 우모를 합성섬유와 혼합하여 우모의 장점을 감소시킬 뿐만 아니라 일반적인 합성보온재보다 가격 경쟁력이 매우 낮아진다.
또한, 대한민국 등록특허 제1414206호에는 향상된 중공율을 가짐으로써 보온성 및 경량성 등의 효과를 극대화할 수 있도록 하는 C형 중공섬유를 만들었으나, 후처리과정, 제직과정을 거치게 되는 불편함과 이중 복합사의 고유점도(IV)차이에 의한 둥그렇게 감기는 컬(curl)성질이 없는 단점이 있다.
또한, 일반적인 합성 충전재로 폴리에스터계 합성섬유를 충전재로 사용하지만 난연성과 내열성이 떨어지므로 화재, 전쟁과 같은 극한의 상황에서 사용하기에 적합하지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 의류에 사용되는 우모(羽毛, feather)의 단점을 보완하고 대체할 수 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 중공 복합사 및 이를 이용한 보온성 충전재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보온성이 우수할 수 있도록 공기층을 함유할 수 있는 이성분 중공복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이성분 복합사의 한 성분으로 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하여 난연성이 특화된 보온성 충전재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이성분 복합사의 다른 성분으로 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하여 내열성에 특화된 보온성 충전재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 수지 방사시 방사공정성을 향상시키기 위해 산화방지제 첨가제가 포함된 중공복합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고내열 중공복합사 단섬유로써 고점도의 폴리페닐렌 설파이드 수지 및 저점도의 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지가 사이드 바이 사이드형(side by side type)으로 구성되되, 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 2,000~3,500 포이즈(Poise)이고, 상기 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 1,000~2,000 포이즈(Poise)이며, 상기 사이드 바이 사이드형(side by side type)의 중공복합사의 단면은 환형모양이고, 단면 중앙에는 전체 면적 대비 5~30%의 원형의 중공부가 있는 컬(Curl)형태의 고내열 중공복합사를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지에 산화 방지제가 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 대비 0.05~2중량% 첨가된 것으로, 상기 산화 방지제는 페놀계 화합물 대 인계 화합물이 4:6~6:4의 중량비로 구성된 것에 특징이 있는 고내열 중공복합사를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지 대 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지 중량비는 4 대 6 ~ 6 대 4인 것을 특징으로 하는 고내열 중공복합사를 제공한다.
또한 본 발명은 고내열 중공복합사를 볼 형태로 뭉쳐서 이용한 보온성 충전재를 제공한다.
본 발명은 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 중공 복합사를 방사하여 점도차이에 의한 권축성을 이용한 볼(ball) 형태 특징을 갖는 복합사이며, 또한 이성분으로 폴리페닐렌 설파이드 수지에 의한 난연성, 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지에 의한 내열성의 특징이 있다.
또한, 본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 수지에 산화방지제 첨가제를 혼합하여 방사공정성이 향상된 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 복합사 단면에 관한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 복합사를 용융방사공정을 통해 압출하기 위한 방사구금의 단면에 관한 도면이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
보온성 충전재는 일반적으로 함기율이 높으면 보온성이 뛰어나다. 또한 보온성 충전재는 열전도가 낮은 섬유를 함유할수록 보온성이 뛰어나며, 공기는 열전도율이 가장 낮아 보온성이 매우 좋다. 또한, 섬유속의 빈 공간이 클수록 보온성 이외에 경량성이 뛰어나서 의류의 충전재로써 착용감이 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 복합사 단면에 관한 개념도이다.
본 발명은 이성분 복합사의 단섬유가 볼형태로 뭉쳐서 충전재를 형성하되, 상기 단섬유가 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지 및 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지가 사이드 바이 사이드형(side by side type)으로 구성된 특징이 있다.
구체적으로 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 2,000~3,500 포이즈(Poise)이고,
상기 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 1,000~2,000 포이즈(Poise)이며,
상기 사이드 바이 사이드형(side by side type)의 중공복합사의 단면은 환형모양이고, 단면 중앙에는 전체 면적 대비 5~30%의 원형의 중공부가 있는 컬(Curl)형태를 갖는다.
일반적으로 폴리페닐렌 설파이드 수지는 우수한 내화학성 및 뛰어난 열변형온도 270℃ 이상의 내열성을 지닌다. 또한 폴리페닐렌 설파이드 수지는 자체 난연성을 가지고 있어 난연제 없이도 난연화가 가능한 환경친화형 난연 수지이며, 기계적 강도 등을 고려하여 유리섬유 등을 첨가하여 사용하나, 본 발명에 의거한 폴리페닐렌 설파이드 수지는 섬유용으로 페닐렌설파이드 분자 쇄로만 이루어진 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 p-페닐렌설파이드 단위가 90몰% 이상 포함되는 것이면 좋다. 폴리페닐렌 설파이드 수지는 선형, 가교형, 반가교형을 포함할 수 있으나 바람직하게는 선형인 것이 사용된다.
또한 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지는 열변형온도 250℃ 이상의 우수한 내열성과 내화학성을 지니며, 폴리에스터계 레진 중 가장 폴리페닐렌 설파이드와 비슷한 성질을 갖는다.
본 발명에서는 고점도 및 저점도 이성분 수지를 사용하며 점도차가 많이 날수록 최종 섬유형태에 컬(Curl) 모양이 많이 발현되며, 이는 볼(Ball) 모양 형성하는데 유리한 작용을 한다. 저정도 수지가 2000 Poise 이상일 경우 Ball 형성이 일정하지 않아 벌키성이 감소하며, 1000 poise 이하일 경우 방사 구금 토출시 사 형성성이 떨어질 수 있다.
상기 고점도 수지에는 산화 방지 역할을 하는 첨가제가 포함되는데, 이는 상대적으로 압출기 내 고열고압의 환경에서 열분해 가능성이 높은 폴리페닐렌 설파이드 수지의 열화속도를 억제하여 가스 발생을 줄일 수 있다. 상기 산화 방지 첨가제는 페놀계 및 인계 첨가제로 구성되며 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지에 고점도 폴리페닐렌 설파이드 대비 0.05~2중량% 첨가가 바람직하다.
이때 산화 방지제는 페놀계 화합물 대 인계 화합물이 4:6~6:4의 중량비로 구성되는 것이 일반적이다.
또한 상기 인계 화합물의 인 함량은 전체 중공복합사에 3,000 내지 9,000 ppm인 것이 바람직하다.
상기 첨가제인 산화방지제는 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지가 용융상태에서 고온에 오래 노출될 때 발생하는 현상, 즉 프리 라디칼에 의해 생성하는 과산화물 (ROO-)에 의한 연쇄 산화반응 및 고분자 주쇄 끼리 반응하여 결합하는 곁가지 (Side Chain Branch) 현상과 같은 부반응을 억제하여 분할형 폴리페닐렌 설파이드 극세섬유의 방사 공정 중 사절 및 단면 합착현상을 최대한 완화시키는 역할을 한다.
또한 페놀계 화합물과 인계 화합물은 각각 라디칼을 포착해서 라디칼의 연쇄반응을 막거나 이미 산화된 고분자의 산소를 제거하는 등 고분자의 산화를 방지하는 메커니즘이 다르다.
따라서 페놀계 화합물 산화방지제와 인계 화합물 산화방지제 각각 1종 이상 씩 함께 사용하거나 페놀계 화합물과 인계 화합물이 블렌드된 산화방지제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제중 페놀계 화합물의 대표적인 예로는 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤젠) (1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene), 1,6-비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피온아미도]헥산 (1,6-Bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamido]hexane), 1,6-비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미도]프로판 (1,6-Bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamido]propane), 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로시나메이트)]메탄 (tetrakis[methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)]methane), 옥타데실3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 (Octadecyl3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 3,9-비스[2-(3-(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시)-1,1-디메틸에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸 (3,9-bis[2-(3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methyl phenyl) propionyl oxy)-1,1-dimethyl ethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecane), 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 (Tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane), 트리에틸렌글리콜-비스(3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 (Triethyleneglycol-bis[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate]) 등을 들 수 있다.
인계 첨가제 화합물로는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 (Tris(2,4-ditert-butylphenyl)phosphate), 트리스(노닐페닐)포스페이트 (Tris(nonylphenyl) phosphate), 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)4,4-비페닐렌디포스포나이트 (tetrakis(2,4-di-tert-buthylphenyl)-4,4'-biphenylenediphosphonite), 트리(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 (tri(2,4-di-tertbuthylphenyl)phosphite, 디이소데실펜타에리트리톨디포스파이트 (diisodecylpentaerythritolphosphite), 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리트리톨디포스파이트 (bis(2,4-di-tert-buthylphenyl)pentaerythritolphosphite), 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)-펜타에리트리톨디포스파이트 (bis(2,6-di-tert-buthyl-4-methylphenyl)pentaerythritolphosphite, 디이소데실록시펜타에리트리톨디포스파이트 (diisodecyloxypentaerythritolphosphites), 비스(2,4-디-tert-부틸-6-메틸페닐)펜타에리트리톨디포스파이트 (bis(2,4-di-tert-buthyl-6-methylphenyl)pentaerythritolphosphite), 비스(2,4,6-트리스-(tert-부틸페닐))펜타에리트리톨디포스파이트 (bis(2,4,6-tris-(tert-buthylphenyl)pentaerythritolphosphites), 트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누레이트 (Tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanurate) 등을 예시할 수 있다.
또한 상기 산화방지제인 첨가제가 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지 대비 0.05wt% 이만으로 투입될 때는 용융 수지 내에서 충분히 부반응을 억제하지 못하며, 2wt% 초과 과잉 투입의 경우 부반응 억제 기능에 참여하지 않는 첨가제 성분의 활제 역할이 지나치게 극대화되어 수지의 용융 점도를 감소시켜 균일한 단면형성을 오히려 방해하는 경향이 있다.
도 2는 본 발명에 따른 점도 차이가 있는 사이드 바이 사이드 형태의 이성분 복합사를 용융방사공정을 통해 압출하기 위한 방사구금의 단면에 관한 도면이다.
상기 제1방사구금(140) 및 제2방사구금(150) 각각의 상단(141)(151)에는 용융시킨 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지, 그리고 각각의 하단에는 (143)(153)에는 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 용출시키면 된다. 이 과정에서 고압으로 압출된 직후 부피가 팽창하여 떨어진 간격이 좁아지면서 결국 연결 완성된 환형모양이 된다.
이때 떨어진 간격이 좁아지면서 연결된 환형모양이 되기 위해서는 연결부위에는 유사한 폴리머이어야 한다. 방사구금별로 별도의 폴리머를 용출시키는 경우 두 폴리머간의 계면분리가 발생할 수 있어 환형모양 연결이 어렵게 될 수 있기 때문이다.
그 후 냉각고화과정을 거쳐 미연신사가 된다. 이렇게 용융방사된 미연신사는 최종 섬유로서 가져야 할 강도를 부여하기 위해 배양화와 결정화를 섬유구조에 발현시키는 연신비가 2.1~4.0의 연신공정을 거쳐 최종 원사로 제조될 수 있다.
연신된 원사를 절단으로 단섬유로 가공하며 고내열 중공복합사 단섬유는 단사섬도가 2~7데니어이고, 섬유장이 15~70mm인 바람직하다.
상기 방사구금의 크기와 두께에 따라 원하는 섬유도와 중공율을 얻을 수 있다. 반면에 처음부터 분리가 되지 않은 환형모양의 방사구금을 사용할 경우 고압 압출직후 부피가 내외부로 팽창하는 과정에서 복합사 내부 원이 줄어들어 원하는 중공율을 갖기 어려울 수 있다.
상기 방사구금을 통해 얻은 이성분 중공복합사는 각각의 폴리머의 점도의 차이에 의해 압출 후 냉각고화된 이후 수축되는 정도가 차이가 생기게 된다.
따라서, 수축율의 차이에 따라 섬유가 둥글게 말리는 권축(crimp)이 발생된다. 상기 점도 차이가 많이 날수록 권축(crimp)율이 커져서 작은 사이즈의 볼 형태로 만들 수 있다.
또한, 이성분 중공복합사 단섬유는 단사섬도가 2~7데니어이고, 섬유장이 15~70mm이며, 상기 단섬유를 이용한 볼 형태의 보온성 충전재는 필파워(fill power)가 250 이상인 것이 바람직하다.
일반적으로 충전재에 사용되는 단섬유의 섬도에 따라 충전재의 함기율과 필파워에서 차이가 발생된다. 충전재를 구성하는 단섬유가 세섬도일 경우에는 함기율이 높아 보온성이 향상될 수 있으나, 세섬도의 섬유는 탄성이 약해 필파워가 저하될 수 있으며, 충전재를 구성하는 단섬유가 태섬도일 경우에는 탄성력이 우수하여 필파워를 높일 수 있으나, 함기율이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명의 볼 형태를 갖는 보온성 충전재는 2~7데니어의 섬도를 갖는 단섬유를 사용하여 함기율과 필파워를 동시에 충족할 수 있을 것이다.
상기 이성분 중공복합사는 섬유장이 너무 짧거나 길면 볼 형태의 충전재 형태로서 형성이 어려울 수 있거나, 형태안정성이 저하될 수 있으므로 상기 단섬유의 섬유장은 15~70mm 인 것이 바람직할 것이다.
또한, 본 발명의 보온성 충전재는 볼 형태로 형성되어 함기율이 높고 탄성회복성이 우수하며, 필파워가 250 이상인 것이 바람직할 것이다.
필파워(Fill power or Filling power)란 일정무게의 다운(Down:우모)이 얼마나 부푸는가(Down이 차지하게 되는 공간의 부피)를 수치로 표시한 것으로 다운의 품질을 나타내는 가치 척도 중 하나다. 필파워가 클수록 같은 양의 다운으로 더 많은 공간을 채울 수 있어 그만큼 공기를 함유할 수 있게 되고, 이것은 더 많은 양의 에어포켓이 존재한다는 것이므로 단열능력과 보온력이 높아지게 된다. 따라서 필파워는 높으면 높을수록 보온력이 뛰어남을 알 수 있다.
이하 본 발명에 따른 볼 형태를 갖는 보온성 충전재를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 2500poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1500poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하여 각각의 용융압출기에서 용융된 고점도 50 중량부와 저점도 50중량부를 구성하여 도2의 방사구금을 통해 복합방사하였다. 연신비 2.8의 연신과정을 거쳐 섬도 3데니어를 갖는 복합섬유를 얻으며 이후 절단과정을 거쳐 24mm 섬유장의 단섬유를 얻는다. 이후 단섬유를 이용하여 볼 형태의 보온성충전재를 얻는다.
실시예 2
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 3000poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1200poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하였으며 이하 실시예1과 동일하다.
실시예 3
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 2500poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1500poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하여 각각의 용융압출기에서 용융된 고점도 60 중량부와 저점도 40중량부를 구성하였고 이하 실시예1과 동일하다.
실시예 4
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 3000poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1200poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하여 각각의 용융압출기에서 용융된 고점도 60 중량부와 저점도 40중량부를 구성하였고 이하 실시예1과 동일하다.
비교예 1
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 2000poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 2000poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하였으며 이하 실시예1과 동일하다.
비교예 2
고점도 수지로 산화방지제를 포함하지 않는 300℃에서 용융점도가 2500poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1500poise인 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하였으며 이하 실시예1과 동일하다.
비교예 3
고점도 수지로 고점도 수지 중량대비 페놀계 산화방지제 0.1wt%와 인계 산화방지제 0.1wt%를 각각 포함하는 300℃에서 용융점도가 2500poise인 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하고, 저점도 수지로 300℃에서 용융점도가 1500poise인 PET 수지를 사용하였으며 이하 실시예1과 동일하다.
◎ 방사 수율
방사수율(%)=(방사된 fiber의 양(g))/(초기 polymer의 양(g))*100
◎온도감소율(%) = (조사직 후 섭시온도- 1시간 경과 후 섭시온도)/조사직 후 섭시온도
◎ 중공률 평가방법
용융방사된 섬유의 단면에서 빈 공간이 차지하는 비율을 나타낸다.
◎ Ball size 평가방법
용융방사된 섬유가 둥그렇게 말린 볼 형태의 직경의 길이를 잰다.
◎ feather touch감 평가방법
감성평가의 일종으로 10명의 실험자가 각각을 블라인드상태에서 촉감의 정도를 평가하며 1~5 등급으로 나눠 높은 등급 일수록 촉감이 우수함을 나타낸다.
◎필파워 평가실험
직경 241mm의 실린더에 1온스(28.4g)의 시료를 넣고 3온스의 무게로 1일간 압축 후에 압축을 제거하였을 때, 회복되는 부피를 측정하며, 예를 들면 회복되는 부피가 300in3/oz인 경우에는 필파워 300임을 나타내며 시료 당 5회의 평가실험의 평균값을 계산한다.
◎내열성 평가 : 해당 온도에서 300시간 열처리 후 강도 유지율 측정, 강도유지율(%)=(열처리후 단섬유의 강도(g/d)/(초기 단섬유의 강도(g/d))*100
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
고점도 수지 PPS MV2500 PPS MV3000 PPS MV2500 PPS
MV3000		 PPS MV2000 PPS MV2500 PPS
MV2500
산화방지제 o o o o o x o
저점도 수지 PCT MV1500 PCT MV1200 PCT MV1500 PCT MV1200 PCT MV2000 PCT MV1500 PET MV1500
중량비
(고점도: 저점도)		 5:5 5:5 6:4 6:4 5:5 5:5 5:5
방사수율(%) 98.6 97.2 96.0 95.5 99.1 92.6 98.7
온도감소율(%) 12.5 9.2 10.3 8.9 18.4 11.4 12.3
중공율(%) 16.5 16.8 17.1 18.1 5.1 16.2 17.5
Ball size
(지름 mm)		 4.8 5.0 5.2 5.0 형태불량 5.0 4.5
Feather touch감 4 4 5 5 3 4 5
Fill Power 355 370 368 385 215 365 370
내열성평가
(180℃300h, %)		 98 97 97 98 98 97 71
내열성평가
(230℃300h, %)		 91 90 92 92 91 92 58
표1에 나타난 바와 같이, 이성분 간의 점도 차이가 클수록 용융방사 후 수축정도가 차이가 나서 Ball 형성 시 권축성이 크게 발생한다.
또한 실시예 1,3 또는 실시예 2,4에서 나타나듯이 고점도 성분의 중량비가 높을수록 단섬유의 중공율이 높으며 이 역시 권축성에 기여한다고 볼 수 있다.
산화방지제는 내열성 및 Ball 형성에는 관여하지 않으나 방사수율을 높이는 효과가 있다.
비교예 1은 같은 용융점도를 갖고 있어 권축율이 좋지 않아 Ball 형태가 불량하며, 비교예 2는 방사수율이 낮고, 비교예 3은 PCT가 사용되지 않아 내열성이 좋지 않다.
보온력은 통상 Fill Power 값이 높을수록 좋으며 이는 함기율과 Ball size 값에 관련 있고 표1에 따르면 실시예 1~4가 높은 Fill Power와 내열성을 가짐을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 이성분 중공복합사
110 : 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지
120 : 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지
130 : 중공(빈공간)
140 : 제1방사구금 141: 제1방사구금 상단
143 : 제1방사구금 하단 150 : 제2방사구금
151: 제2방사구금 상단 153 : 제2방사구금 하단

Claims (4)

  1. 고내열 중공복합사 단섬유로써 고점도의 폴리페닐렌 설파이드 수지 및 저점도의 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지가 사이드 바이 사이드형(side by side type)으로 구성되되,
    상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 2,000~3,500 포이즈(Poise)이고,
    상기 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지는 용융점도(MV)가 300℃에서 1,000~2,000 포이즈(Poise)이며,
    상기 사이드 바이 사이드형(side by side type)의 중공복합사의 단면은 환형모양이고, 단면 중앙에는 전체 면적 대비 5~30%의 원형의 중공부가 있는 컬(Curl)형태의 고내열 중공복합사.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지에 산화 방지제가 상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 대비 0.05~2중량% 첨가된 것으로,
    상기 산화 방지제는 페놀계 화합물 대 인계 화합물이 4:6~6:4의 중량비로 구성된 것에 특징이 있는 고내열 중공복합사.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고점도 폴리페닐렌 설파이드 수지 대 저점도 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 수지 중량비는 4 대 6 ~ 6 대 4인 것을 특징으로 하는 고내열 중공복합사.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 고내열 중공복합사를 볼 형태로 뭉쳐서 이용한 보온성 충전재.
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